JPH04315481A - アレイ光半導体装置 - Google Patents
アレイ光半導体装置Info
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- JPH04315481A JPH04315481A JP3082157A JP8215791A JPH04315481A JP H04315481 A JPH04315481 A JP H04315481A JP 3082157 A JP3082157 A JP 3082157A JP 8215791 A JP8215791 A JP 8215791A JP H04315481 A JPH04315481 A JP H04315481A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 20
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
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- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 5
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 23
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Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ伝送、特に光
並列伝送やマルチチャンネル伝送に適したアレイ光半導
体装置に関する。
並列伝送やマルチチャンネル伝送に適したアレイ光半導
体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータや交換機の処理能力の増大
にともない、機器間のインタコネクションの高速化に対
する要請が益々高まっている。光並列伝送や光マルチチ
ャンネル伝送など光によるインタコネクションは、電気
インタコネクションに比べて伝送速度，距離，耐電磁誘
導性などが格段に優れ、ケーブルサイズも小さいことか
ら高速インタクネクションとして重要性が増大している
。
にともない、機器間のインタコネクションの高速化に対
する要請が益々高まっている。光並列伝送や光マルチチ
ャンネル伝送など光によるインタコネクションは、電気
インタコネクションに比べて伝送速度，距離，耐電磁誘
導性などが格段に優れ、ケーブルサイズも小さいことか
ら高速インタクネクションとして重要性が増大している
。
【０００３】光並列伝送や光マルチチャンネル伝送の送
信側に用いられるアレイ光源としては、信頼性，耐環境
性に優れ経済性も高い面発光型アレイ発光ダイオード（
ＬＥＤ）が最適である。一方、受信側に用いられるアレ
イ受光素子には、ｐｉｎアレイフォトダイオード（ＰＤ
）が適する。光信号はリボン状のアレイ光ファイバを通
して伝送されるため、これらのアレイ光素子は線形アレ
イ構造が用いられている。アレイ光素子とアレイ光ファ
イバの光学的な結合は、伝送性能に影響を及ぼす重要な
技術要素であり、従来、いくつかの技法が試みられてい
る。
信側に用いられるアレイ光源としては、信頼性，耐環境
性に優れ経済性も高い面発光型アレイ発光ダイオード（
ＬＥＤ）が最適である。一方、受信側に用いられるアレ
イ受光素子には、ｐｉｎアレイフォトダイオード（ＰＤ
）が適する。光信号はリボン状のアレイ光ファイバを通
して伝送されるため、これらのアレイ光素子は線形アレ
イ構造が用いられている。アレイ光素子とアレイ光ファ
イバの光学的な結合は、伝送性能に影響を及ぼす重要な
技術要素であり、従来、いくつかの技法が試みられてい
る。
【０００４】ジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テク
ノロジ（ＪＯＵＲＮＡＬＯＦ ＬＩＧＨＴ ＷＡＶ
Ｅ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ）、ＬＴ−５巻，８号，１
９８７年，１１１８〜１１２２頁に記載された例では、
アレイＬＥＤやアレイＰＤが、先端を４５度に加工した
アレイ光ファイバの端部にアレイ光素子の各エレメント
とアレイ光ファイバの各芯線が１対１に対向するように
接合されている。また、昭和６３年電子情報通信学界秋
季全国大会予稿集、Ｂ−４１４，Ｂ−１−１９８頁に記
載された例では、アレイＬＥＤとアレイ光ファイバは直
接結合により、アレイＰＤとアレイ光ファイバは平板マ
イクロレンズアレイを用いたレンズ結合により、それぞ
れ光学結合がなされている。
ノロジ（ＪＯＵＲＮＡＬＯＦ ＬＩＧＨＴ ＷＡＶ
Ｅ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ）、ＬＴ−５巻，８号，１
９８７年，１１１８〜１１２２頁に記載された例では、
アレイＬＥＤやアレイＰＤが、先端を４５度に加工した
アレイ光ファイバの端部にアレイ光素子の各エレメント
とアレイ光ファイバの各芯線が１対１に対向するように
接合されている。また、昭和６３年電子情報通信学界秋
季全国大会予稿集、Ｂ−４１４，Ｂ−１−１９８頁に記
載された例では、アレイＬＥＤとアレイ光ファイバは直
接結合により、アレイＰＤとアレイ光ファイバは平板マ
イクロレンズアレイを用いたレンズ結合により、それぞ
れ光学結合がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】アレイ光素子とアレイ
光ファイバを光学的に結合する上で、光学的結合効率が
高いこと、クロストークが小さいこと、高速動作を始め
とする電気的特性を損なわないこと、などが重要である
。更に、実用上は、より簡単な構成で信頼性の高い装置
を実現することが強く求められている。しかし、上述し
た従来のアレイ光半導体装置には次のような問題点があ
った。
光ファイバを光学的に結合する上で、光学的結合効率が
高いこと、クロストークが小さいこと、高速動作を始め
とする電気的特性を損なわないこと、などが重要である
。更に、実用上は、より簡単な構成で信頼性の高い装置
を実現することが強く求められている。しかし、上述し
た従来のアレイ光半導体装置には次のような問題点があ
った。
【０００６】先端を４５度に加工したアレイ光ファイバ
の端部にアレイＬＥＤやアレイＰＤを接合する方法では
、光ファイバを４５度に加工することに伴う工程の複雑
さやコストの増大という問題、光ファイバ端部にＬＥＤ
やＰＤを直接接合することによる放熱効率や素子の信頼
性の低下という問題などがあった。アレイＬＥＤとアレ
イ光ファイバの光学的直接結合の手法では、アレイＬＥ
Ｄは放熱体上にマウントされ、また４５度加工を用いて
いないため上述の問題点は低減される。しかし、ＬＥＤ
と光ファイバの間隔が大きくなるとＬＥＤ出力の光ファ
イバへの結合効率が急激に低下するため、高結合効率を
得るために間隔を数１０μｍ以下にしなければならなか
った。そのため、高精度な光学的位置調整が必要という
問題や、ＬＥＤの気密封止が困難という信頼性上の問題
などがあった。平板マイクロレンズアレイを用いたアレ
イ光素子とアレイ光ファイバのレンズ結合の方法では、
光素子と光ファイバの間隔を直接結合に比べ大きくでき
る。しかし、アレイ光ファイバのピッチ（通常２５０μ
ｍ）に制限されて、レンズの直径を大きくできないため
実効的な開口角が小さく、そのために結合効率が直接結
合の半分以下という問題や、光素子と光ファイバの間隔
を３００〜４００μｍ以上にすることが困難で光素子の
気密封止に十分な間隔をとることが困難という問題など
があった。
の端部にアレイＬＥＤやアレイＰＤを接合する方法では
、光ファイバを４５度に加工することに伴う工程の複雑
さやコストの増大という問題、光ファイバ端部にＬＥＤ
やＰＤを直接接合することによる放熱効率や素子の信頼
性の低下という問題などがあった。アレイＬＥＤとアレ
イ光ファイバの光学的直接結合の手法では、アレイＬＥ
Ｄは放熱体上にマウントされ、また４５度加工を用いて
いないため上述の問題点は低減される。しかし、ＬＥＤ
と光ファイバの間隔が大きくなるとＬＥＤ出力の光ファ
イバへの結合効率が急激に低下するため、高結合効率を
得るために間隔を数１０μｍ以下にしなければならなか
った。そのため、高精度な光学的位置調整が必要という
問題や、ＬＥＤの気密封止が困難という信頼性上の問題
などがあった。平板マイクロレンズアレイを用いたアレ
イ光素子とアレイ光ファイバのレンズ結合の方法では、
光素子と光ファイバの間隔を直接結合に比べ大きくでき
る。しかし、アレイ光ファイバのピッチ（通常２５０μ
ｍ）に制限されて、レンズの直径を大きくできないため
実効的な開口角が小さく、そのために結合効率が直接結
合の半分以下という問題や、光素子と光ファイバの間隔
を３００〜４００μｍ以上にすることが困難で光素子の
気密封止に十分な間隔をとることが困難という問題など
があった。
【０００７】本発明の目的は、このような従来の問題点
を除去し、光学的結合効率が高く、クロストークが小さ
く、安定な高速動作の得られるアレイ光半導体装置を、
より高信頼で簡単な構成で提供することにある。
を除去し、光学的結合効率が高く、クロストークが小さ
く、安定な高速動作の得られるアレイ光半導体装置を、
より高信頼で簡単な構成で提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるアレイ光半
導体装置は、複数の発光部を有するアレイ半導体発光素
子上に、このレアイのピッチに等しいピッチで形成した
アレイレンズを有するガラス基板を、上記発光部とレン
ズが同心線上に位置するように装着したことを特徴とす
る。
導体装置は、複数の発光部を有するアレイ半導体発光素
子上に、このレアイのピッチに等しいピッチで形成した
アレイレンズを有するガラス基板を、上記発光部とレン
ズが同心線上に位置するように装着したことを特徴とす
る。
【０００９】また、本発明によるアレイ光半導体装置は
、複数の受光部を有するアレイ半導体受光素子上に、こ
のアレイのピッチに等しいピッチで形成したアレイレン
ズを有するガラス基板を、上記受光部とレンズが同心線
上に位置するように装着したことを特徴とする。
、複数の受光部を有するアレイ半導体受光素子上に、こ
のアレイのピッチに等しいピッチで形成したアレイレン
ズを有するガラス基板を、上記受光部とレンズが同心線
上に位置するように装着したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明によるアレイ光半導体装置では、アレイ
光半導体素子上に、アレイレンズを有するガラス基板を
直接装着している。このガラス基板をアレイ光ファイバ
端部に接合することにより、アレイ光半導体素子とアレ
イ光ファイバを光学的に結合する。そのために、従来の
先端を４５度に加工したアレイ光ファイバの端部にアレ
イＬＥＤやアレイＰＤを直接接合する方法に比べ、工程
の複雑さやコストの増大という問題や、素子の信頼性の
問題などを著しく改善できる。また、アレイレンズを有
するガラス基板を介してアレイ光半導体素子とアレイ光
ファイバを光学的に結合しており、かつ、これらを密着
することができるので、従来の直接結合やマイクロレン
ズアレイ結合に比べて高い光学結合効率を得ることがで
きる。さらに、このガラス基板により素子の気密封止が
容易にでき、その結果、簡単な構成で高信頼なアレイ光
半導体装置を得ることができる。
光半導体素子上に、アレイレンズを有するガラス基板を
直接装着している。このガラス基板をアレイ光ファイバ
端部に接合することにより、アレイ光半導体素子とアレ
イ光ファイバを光学的に結合する。そのために、従来の
先端を４５度に加工したアレイ光ファイバの端部にアレ
イＬＥＤやアレイＰＤを直接接合する方法に比べ、工程
の複雑さやコストの増大という問題や、素子の信頼性の
問題などを著しく改善できる。また、アレイレンズを有
するガラス基板を介してアレイ光半導体素子とアレイ光
ファイバを光学的に結合しており、かつ、これらを密着
することができるので、従来の直接結合やマイクロレン
ズアレイ結合に比べて高い光学結合効率を得ることがで
きる。さらに、このガラス基板により素子の気密封止が
容易にでき、その結果、簡単な構成で高信頼なアレイ光
半導体装置を得ることができる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は第１の発明の実施例の構造を示す。パッケー
ジ１上にチャンネル数１２、ピッチ２５０μｍ、発光波
長１．３μｍの面発光アレイＬＥＤ２を融着する。次に
、アレイＬＥＤ２の表面に、チャンネル数１２、ピッチ
２５０μｍのアレイレンズ３を有するガラス基板４を、
樹脂またはソルダーを用いて装着する。ここで、ガラス
基板４上のアレイレンズ３と、アレイＬＥＤ２の発光部
５は、１対１に同心線上に配置する。続いて、全体をモ
ールド樹脂により封止する。チャンネル数１２、ピッチ
２５０μｍの多モールドアレイ光ファイバ６の先端を、
パッケージ１のガラス基板４の表面に接合することによ
り、アレイＬＥＤ２の出力光をアレイ光ファイバ６に結
合する。アレイＬＥＤ２にアレイレンズ３が装着されて
おり、アレイレンズ３にアレイ光ファイバ６の先端を接
合することができるので、アレイＬＥＤ２とアレイ光フ
ァイバ６の間隔を小さくすることができる。その結果、
光学的結合効率が著しく改善され、ＬＥＤとファイバの
結合効率の最良値からの劣化も０．５ｄＢ程度と実用上
問題のない値が得られた。また、気密封止も容易にでき
る。本実施例により、気密封止した高信頼なアレイＬＥ
Ｄを用いて結合効率の高い高光出力の光アレイ送信装置
を得ることができた。
る。図１は第１の発明の実施例の構造を示す。パッケー
ジ１上にチャンネル数１２、ピッチ２５０μｍ、発光波
長１．３μｍの面発光アレイＬＥＤ２を融着する。次に
、アレイＬＥＤ２の表面に、チャンネル数１２、ピッチ
２５０μｍのアレイレンズ３を有するガラス基板４を、
樹脂またはソルダーを用いて装着する。ここで、ガラス
基板４上のアレイレンズ３と、アレイＬＥＤ２の発光部
５は、１対１に同心線上に配置する。続いて、全体をモ
ールド樹脂により封止する。チャンネル数１２、ピッチ
２５０μｍの多モールドアレイ光ファイバ６の先端を、
パッケージ１のガラス基板４の表面に接合することによ
り、アレイＬＥＤ２の出力光をアレイ光ファイバ６に結
合する。アレイＬＥＤ２にアレイレンズ３が装着されて
おり、アレイレンズ３にアレイ光ファイバ６の先端を接
合することができるので、アレイＬＥＤ２とアレイ光フ
ァイバ６の間隔を小さくすることができる。その結果、
光学的結合効率が著しく改善され、ＬＥＤとファイバの
結合効率の最良値からの劣化も０．５ｄＢ程度と実用上
問題のない値が得られた。また、気密封止も容易にでき
る。本実施例により、気密封止した高信頼なアレイＬＥ
Ｄを用いて結合効率の高い高光出力の光アレイ送信装置
を得ることができた。
【００１２】図２は第２の発明の実施例の構造を示す。
パッケージ７上にチャンネル数１２、ピッチ２５０μｍ
の波長１μｍ帯ｐｉｎアレイＰＤ８を融着する。次に、
アレイＰＤ８の表面に、チャンネル数１２、ピッチ２５
０μｍのアレイレンズ９を有するガラス基板１０を、樹
脂またはソルダーを用いて装着する。ここで、ガラス基
板１０上のアレイレンズ９と、アレイＰＤ８の受光部１
１は、１対１に同心線上に配置する。続いて、全体をモ
ールド樹脂により封止する。チャンネル数１２、ピッチ
２５０μｍの多モードアレイ光ファイバ１２の先端を、
パッケージ７のガラス基板１０の表面に接合することに
より、アレイＰＤ８の出力光をアレイ光ファイバ１２に
結合する。アレイＰＤ２にアレイレンズ９が装着されて
おり、アレイレンズ９にアレイ光ファイバ１２の先端を
接合することができるので、アレイＰＤ８とアレイ光フ
ァイバ１３の間隔を小さくすることができる。その結果
、光学的結合効率が著しく改善され、ＰＤとファイバの
結合効率の最良値からの劣化も０．５ｄＢ程度と実用上
問題のない値が得られた。また、気密封止も容易にでき
る。本実施例により、気密封止した高信頼なアレイＰＤ
を用いて結合効率の高い高光出力の光アレイ受信装置を
得ることができた。
の波長１μｍ帯ｐｉｎアレイＰＤ８を融着する。次に、
アレイＰＤ８の表面に、チャンネル数１２、ピッチ２５
０μｍのアレイレンズ９を有するガラス基板１０を、樹
脂またはソルダーを用いて装着する。ここで、ガラス基
板１０上のアレイレンズ９と、アレイＰＤ８の受光部１
１は、１対１に同心線上に配置する。続いて、全体をモ
ールド樹脂により封止する。チャンネル数１２、ピッチ
２５０μｍの多モードアレイ光ファイバ１２の先端を、
パッケージ７のガラス基板１０の表面に接合することに
より、アレイＰＤ８の出力光をアレイ光ファイバ１２に
結合する。アレイＰＤ２にアレイレンズ９が装着されて
おり、アレイレンズ９にアレイ光ファイバ１２の先端を
接合することができるので、アレイＰＤ８とアレイ光フ
ァイバ１３の間隔を小さくすることができる。その結果
、光学的結合効率が著しく改善され、ＰＤとファイバの
結合効率の最良値からの劣化も０．５ｄＢ程度と実用上
問題のない値が得られた。また、気密封止も容易にでき
る。本実施例により、気密封止した高信頼なアレイＰＤ
を用いて結合効率の高い高光出力の光アレイ受信装置を
得ることができた。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明により、高い
結合効率で光素子と光ファイバを光学的に結合すること
ができ、かつ、素子の気密封止が容易にでき、簡単な構
成で高信頼な光アレイ装置を得ることができた。
結合効率で光素子と光ファイバを光学的に結合すること
ができ、かつ、素子の気密封止が容易にでき、簡単な構
成で高信頼な光アレイ装置を得ることができた。
【図１】第１の発明の実施例の構造を示す図。
【図２】第２の発明の実施例の構造を示す図。
２ アレイ発光素子
３，９ レンズ
４，１０ ガラス基板
８ アレイ受光素子
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の発光部を有するアレイ半導体発
光素子上に、このアレイのピッチに等しいピッチで形成
したアレイレンズを有するガラス基板を、上記発光部と
レンズが同心線上に位置するように装着したことを特徴
とするアレイ光半導体装置。 - 【請求項２】 複数の受光部を有するアレイ半導体受
光素子上に、このアレイのピッチに等しいピッチで形成
したアレイレンズを有するガラス基板を、上記受光部と
レンズが同心線上に位置するように装着したことを特徴
とするアレイ光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082157A JPH04315481A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | アレイ光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082157A JPH04315481A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | アレイ光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315481A true JPH04315481A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=13766602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3082157A Pending JPH04315481A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | アレイ光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04315481A (ja) |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3082157A patent/JPH04315481A/ja active Pending
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